一支箭凝集素(Ophioglossum Pedunculosum Desv Agglutinin)的分离纯化及性质研究

一支箭凝集素(Ophioglossum Pedunculosum Desv Agglutinin)的分离纯化及性质研究

论文摘要

一支箭根部经匀浆、浸取、硫酸铵分级沉淀、阴离子交换柱(DEAE—Sepharose)和Sephacryl S—100分子筛层析得到经过SDS—PAGE检测为单一条带的一支箭凝集素(Ophioglossum pedunculosum DesvAgglutinin,OPA)纯品。其表观分子量为19.1kDa,亚基分子量为19.1kDa,表明OPA是分子量约为19.1kDa的单体蛋白。凝血活性结果表明,OPA能凝集天然兔血细胞,其凝集兔血细胞效价为1.9μg/ml。OPA还能凝集人O型血细胞,但对人A、B型血均不凝集。糖抑制实验表明,甲状腺球蛋白及甘露聚糖能够强烈抑制其活性。研究了不同温度、pH和变性剂对OPA凝血活性和荧光光谱的变化,凝血活性在40℃以下保持相对的稳定性,高于50℃,凝血活性逐步丧失,当温度达90℃时,OPA活性大部分丧失,100℃仍有20%的活性;pH为4—9时OPA活性相当稳定,最适pH为8;当pH为11时,大部分凝血活性丢失,而pH为2时仍保留50%的活性。表明OPA对高温,对酸性环境表现出较强的耐受性。295nm激发时,天然OPA的最大荧光发射峰在328nm处,比游离Trp的最大荧光发射峰348nm蓝移了20nm,说明Trp周围的极性较弱,位于相对疏水区,并未完全暴露于周围溶剂中。280nm激发时,其最大荧光发射峰在340nm处,荧光强度增加,说明OPA的内源荧光发生了从TVr到Trp的能量转移。研究了氯化铯,碘化钾,丙烯酰胺和琥珀酰亚胺对OPA的荧光粹灭作用,丙烯酰胺和琥珀酰亚胺对OPA中Trp淬灭程度达100%,KI淬灭约62.5%的Trp荧光,而氯化铯基本不能淬灭OPAL的荧光,表明几乎所有的色氨酸位于凝集素近分子表面相对疏水的浅沟或强阳离子区域。用荧光光谱法研究了变性剂脲,盐酸胍和SDS在不同浓度下对OPA构象,发现当浓度逐渐增加时,荧光强度急剧增强。脲、盐酸胍、SDS对凝集素凝血活性的影响表明,脲对OPA的活性没有太大的影响。而随着变性剂盐酸胍、SDS浓度的升高,凝血活性逐渐丧失。NBS修饰Trp过程中,荧光强度明显降低,最大发射波长开始没有明显变化,随着Trp不断被修饰,发射峰明显蓝移。计算表明大约有1个色氨酸残基位于OPA分子表面,对凝血活性有一定的影响。用2,3-butanedione修饰精氨酸结果表明,对其修饰后导致凝血活性丧失70%,精氨酸修饰在维持凝血活性中心或分子构象中起着一定的作用。用DEPC修饰组氨酸以及用NBSF修饰酪氨酸,修饰后OPA凝血活性均没有变化,表明这些残基不位于糖结合活性位点或凝血活性中心。通过抑菌试验,表明一支箭凝集素对玉米絮孢,小麦赤霉等真菌的生长都有抑制作用,最低的抑制浓度分别为20μg/ml和17.5μg/ml,但是不影响棉花枯萎等真菌的生长。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 引言
  • 2 材料和试剂
  • 2.1 材料
  • 2.2 试剂
  • 2.3 仪器与设备
  • 3 方法
  • 3.1 血细胞的处理
  • 3.2 一支箭凝集素(OPA)的分离纯化
  • 3.2.1 粗品的制备
  • 3.2.2 DEAE—Sepharose离子交换层析
  • 3.2.3 Sephacryl S—100分子筛层析
  • 3.3 OPA纯度鉴定
  • 3.4 蛋白浓度的测定
  • 3.5 糖含量测定
  • 3.6 OPA活性的测定方法
  • 3.7 Sephacry S-100分子筛层析测定表观分子量
  • 3.8 凝集素基本理化性质检测
  • 3.8.1 糖抑制实验
  • 3.8.2 温度对OPA凝血活性的影响
  • 3.8.3 酸碱度对OPA凝血活性的影响
  • 3.8.4 变性剂对凝血活性的影响
  • 3.8.4.1 盐酸胍对OPA荧光光谱的影响
  • 3.8.4.2 不同浓度脲对OPA荧光光谱的影响
  • 3.8.4.3 不同浓度SDS对OPA荧光光谱的影响
  • 3.9 OPA部分基团的化学修饰
  • 3.9.1 Trp的修饰与数目测定
  • 3.9.2 His的修饰
  • 3.9.3 Arg的修饰
  • 3.9.4 Tyr的修饰
  • 3.10 OPA荧光光谱分析
  • 3.10.1 天然态OPA样品荧光光谱
  • 3.10.2 不同温度处理对OPA荧光光谱的影响
  • 3.10.3 不同酸碱环境对OPA荧光光谱的影响
  • 3.10.4 Trp残基化学修饰后OPA的荧光光谱
  • 3.10.5 变性剂对OPA荧光光谱的影响
  • 3.10.5.1 盐酸胍对OPA荧光光谱的影响
  • 3.10.5.2 不同浓度脲对OPA荧光光谱的影响
  • 3.10.5.3 不同浓度SDS对OPA荧光光谱的影响
  • 3.10.6 OPA的荧光淬灭研究
  • 3.10.6.1 KI对OPA的淬灭作用
  • 3.10.6.2 丙烯酰胺对OPA的淬灭作用
  • 3.10.6.3 氯化铯对OPA的淬灭作用
  • 3.10.6.4琥珀酰亚胺对OPA的淬灭作用
  • 3.11 OPA对真菌生长的抑制作用
  • 4 结果与分析
  • 4.1 OPA的分离纯化、鉴定及分子量测定
  • 4.2 OPA的性质检测结果
  • 4.2.1 对血细胞凝集作用和糖抑制实验
  • 4.2.2 天然态OPA的内源荧光光谱
  • 4.2.3 OPA的耐热性测定
  • 4.2.4 OPA的耐酸碱测定
  • 4.2.5 变性剂对OPA的凝血活性及荧光光谱的影响
  • 4.2.5.1 不同浓度盐酸胍对OPA的影响
  • 4.2.5.2 不同浓度脲对OPA的影响
  • 4.2.5.3 不同浓度SDS对OPA的影响
  • 4.2.6 化学修饰结果
  • 4.2.6.1 色氨酸的修饰
  • 4.2.6.2 OPA的酪氨酸(Tyr)残基修饰
  • 4.2.6.3 OPA的组氨酸(His)残基修饰
  • 4.2.6.4 OPA的精氨酸(Agr)残基修饰
  • 4.2.7 OPA荧光淬灭研究
  • 4.2.7.1 KI的淬灭
  • 4.2.7.2 丙烯酰胺的淬灭
  • 4.2.7.3 CsCl的淬灭
  • 4.2.7.4 琥珀酰亚胺的淬灭
  • 4.2.8 OPA的抑菌活性研究
  • 5 小结
  • 参考文献
  • 综述:植物凝集素研究进展
  • 引言
  • 1.植物凝集素的研究历史
  • 2.植物凝集素的种类
  • 3.凝集素的分离纯化
  • 4.植物凝集素的分子结构
  • 4.1 豆科凝集素
  • 4.2 几丁质结合凝集素
  • 4.3 单子叶甘露糖凝集素
  • 4.4 Ⅱ型核糖体失活蛋白
  • 4.5 Jacalin相关凝集家族
  • 4.6 葫芦科韧皮部凝集素
  • 4.7 苋科植物凝集素家族
  • 4.8 木菠萝凝集素
  • 5.植物凝集素的性质
  • 6.植物凝集素的克隆
  • 7.凝集素的翻译后加工过程
  • 8.凝集素的生物学功能
  • 8.1 防卫作用
  • 8.1.1 植物凝集素的抗虫作用
  • 8.1.2 植物凝集素抗真菌性
  • 8.1.3 对植物病源细菌和植物病毒的作用
  • 8.1.4 对高等动物捕食者的作用
  • 8.2 植物凝集素在基因工程中的应用
  • 8.3 植物凝集素在生物固氮中的作用
  • 8.4 充当植物储存蛋白
  • 8.5 促有丝分裂作用
  • 9.在生化和医药方面的应用
  • 9.1 用于恶性肿瘤的诊断
  • 9.2 按抗粘附机制,设计防治病毒与细菌致病的药物
  • 9.3 构成免疫毒素
  • 9.4 免疫佐剂效用
  • 9.5 靶向性的运载工具
  • 10.植物凝集素研究前景
  • 参考文献
  • 研究生阶段发表论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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